Свойства горных пород и их роль в рельефообразовании

Известно, что земная кора сложена горными породами разно­го генезиса и разнообразного химического и минералогического состава. Эти различия находят отражение в свойствах пород и, как следствие этого, в их устойчивости по отношению к воздействию внешних сил. Различают породы стойкие и не стойкие, податливые и не податливые. В первом случае обычно имеют в виду стойкость пород по отношению к процессам выветривания, во втором — к воздействию на них текучих вод, ветра и других экзогенных сил.

Различные генетические группы горных пород по-разному реаги­руют на воздействие внешних сил. Так, осадочные горные породы являются довольно устойчивыми по отношению к выветриванию, но многие из них весьма податливы к разрушительной работе теку­чих вод и ветра (лёсс, пески, суглинки, мергели, галечники и др.), а магматические и метаморфические породы оказываются слабо податливыми по отношению к размыву текучими водами, но срав­нительно легко разрушаются под воздействием процессов вывет­ривания. Объясняется это тем, что магматические и метаморфи­ческие породы образовались в глубине Земли, в определенной термодинамической обстановке и при определенном соотноше­нии химических элементов. Оказавшись на поверхности Земли, они попадают в новые условия, становятся неустойчивыми и под воздействием различных процессов (окисления, гидратации, раство­рения, гидролиза и др.) начинают разрушаться. Интенсивность разрушения определяется как физико-химическими свойствами пород, так и конкретными физико-географическими условиями, поскольку в разных природных зонах характер процессов выветривания и сноса продуктов выветривания имеет свои специфические осо­бенности.

Из числа кристаллических пород более устойчивы по отноше­нию, например, к физическому выветриванию породы мономи­неральные, мелко- и равномерно зернистые, светлоокрашенные, с массивной текстурой. Так, гранит — порода полиминеральная — разрушается быстрее, чем кварцит — порода мономинеральная. Крупно- и неравномерно зернистые граниты с более темной окрас­кой в сходных условиях менее устойчивы, чем светлоокрашенные

2. Рычагов Г.И.

мелко- и равномерно зернистые граниты. Гнейс — порода, сход­ная по структуре и минералогическому составу с гранитом, но имеющая иную текстуру (параллельно сланцеватую или тонкопо­лосчатую), подвержен более быстрому разрушительному воздей­ствию выветривания, чем гранит, характеризующийся массивной текстурой. Основные и ультраосновные магматические породы при прочих равных условиях под воздействием выветривания разрушаются быстрее, чем породы кислые и средние.

Существенное влияние на интенсивность процессов физичес­кого выветривания оказывают такие свойства горных пород, как теплоемкость и теплопроводность. Так, чем меньше теплопровод­ность, тем большие температурные различия возникают на сосед­них участках породы при ее нагревании и охлаждении и, как следствие этого, большие внутренние напряжения, которые и способствуют более быстрому ее разрушению.

Большое морфологическое значение имеет степень проницае­мости горных пород для дождевых и талых вод. Легко проницае­мые породы, поглощая воду, способствуют быстрому переводу поверхностного стока в подземный. В результате участки, сло­женные легкопроницаемыми породами, характеризуются слабым развитием эрозионных форм, а склоны этих форм вследствие незна­чительного поверхностного стока долгое время могут сохранять большую крутизну. На участках, сложенных слабопроницаемыми породами, создаются благоприятные условия для возникновения и развития эрозионных форм, для выполаживания их склонов. Зале­гание водоупорных пластов в основаниях крутых склонов долин, берегов озер и морей способствует развитию оползневых процессов и специфического рельефа, свойственного районам развития оползней. Проницаемость горных пород может быть обусловлена либо их строением (рыхлым — пески, галечники; пористым — известняки-ракушечники, различные туфы, пемза), либо их тре-щиноватостью (известняки, доломиты, магматические и метамор­фические породы). Следует подчеркнуть, что трещиноватость горных пород, способствуя заложению и развитию эрозионных форм, часто определяет рисунок гидрографической сети в плане, особенно в ее верхних звеньях.

Большое морфологическое значение имеет такое свойство гор­ных пород, как растворимость. К числу легко- или относительно легкорастворимых пород относятся каменная соль, гипс, извест­няки, доломиты. В местах широкого развития этих пород форми­руются особые морфологические комплексы, обусловленные так называемыми карстовыми процессами.

В рельефе находит отражение и такое свойство горных пород, как просадочность. Этим свойством, выражающимся в уменьшении объема породы при ее намокании, обладают лёссы и лёссовидные суглинки. В результате просадки в областях распространения этих пород обычно образуются неглубокие отрицательные формы рельефа.

Существует ряд других свойств, определяющих морфологиче­ское значение пород и степень их устойчивости к воздействию внешних сил. В конечном счете совокупность физических и хи­мических свойств горных пород приводит к тому, что устойчивые породы образуют, как правило, положительные формы рельефа, менее стойкие — отрицательные. Следует еще раз подчеркнуть, что относительная устойчивость породы зависит не только от ее свойств, обусловленных химическим и минералогическим соста­вом. В значительной мере она определяется условиями окружаю­щей среды. Одна и та же горная порода в одних условиях может выступать как стойкая, в других — как податливая. Поэтому, как справедливо отмечает И.С. Щукин, если надо учесть морфологи­ческое значение тех или других пород в формировании рельефа исследуемой территории, необходимо взвесить каждое из свойств и совокупное их выражение в условиях конкретной физико-гео­графической обстановки.